具有多个轨道倾角的卫星星座
阅读：285发布：2020-05-08
专利汇可以提供具有多个轨道倾角的卫星星座专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且卫 星系 统可具有通信卫星的 星座 ，该星座向具有 电子 设备诸如便携式电子设备和家庭和办公设备的用户提供服务。网络操作中心可使用网关与卫星星座通信。卫星星座可包括具有不同倾 角 的不同轨道诸如圆形轨道的卫星组、具有椭圆轨道的卫星组、具有不同高度的圆形轨道的卫星组，包括低地球轨道、中地球轨道和/或地球同步轨道，和/或具有其他轨道的卫星组。可选择卫星星座中卫星的卫星轨道，以在不使用过量卫星的情况下为地球上不同 位置 处的期望的用户人口集中度提供 覆盖 。，下面是具有多个轨道倾角的卫星星座专利的具体信息内容。
1.一种卫星系统，包括：
卫星星座，所述卫星星座具有至少第一组通信卫星和第二组通信卫星，所述第一组通信卫星和所述第二组通信卫星具有不同的相应第一轨道倾角和第二轨道倾角，并且具有第三组通信卫星，所述第三组通信卫星包括具有倾斜的地球同步轨道的地球同步卫星；
网关，所述网关被配置为与所述卫星星座通信；和
网络操作中心，所述网络操作中心被配置为使用所述网关与所述第一组通信卫星和所述第二组通信卫星进行通信。
2.根据权利要求1所述的卫星系统，其中所述第一组通信卫星和所述第二组通信卫星具有低地球轨道。
3.根据权利要求2所述的卫星系统，其中所述第一组通信卫星和所述第二组通信卫星的所述低地球轨道具有低于第一轨道高度的高度，并且其中所述卫星星座具有至少第四组通信卫星，所述第四组通信卫星具有大于所述第一轨道高度的第二轨道高度。
4.根据权利要求3所述的卫星系统，其中所述第四组通信卫星中的所述通信卫星具有圆形轨道。
5.根据权利要求3所述的卫星系统，其中所述第四组通信卫星包括中地球轨道卫星。
6.根据权利要求1所述的卫星系统，其中所述卫星星座还包括第四组通信卫星。
7.根据权利要求6所述的卫星系统，其中所述第四组通信卫星包括具有椭圆轨道的卫星，所述椭圆轨道通过至少0.7的偏心度来表征。
8.根据权利要求1所述的卫星系统，其中所述第一组卫星具有低地球轨道并且包括具有第一高度的卫星和具有不同于所述第一高度的第二高度的卫星。
9.根据权利要求1所述的卫星系统，其中所述第一组通信卫星和所述第二组通信卫星具有低地球轨道，所述低地球轨道具有低于第一轨道高度的不同的相应高度，其中所述卫星星座具有至少第四组通信卫星，所述第四组通信卫星具有大于所述第一轨道高度的第二轨道高度，并且其中所述卫星星座包括具有大于所述第二轨道高度的第三轨道高度的第五组通信卫星。
10.一种卫星星座，包括：
各自具有不同的圆形低地球轨道的第一组通信卫星、第二组通信卫星和第三组通信卫星，所述不同的圆形低地球轨道具有不同的相应轨道倾角；和
第四组通信卫星，其中所述第一组通信卫星、所述第二组通信卫星和所述第三组通信卫星具有小于第一轨道高度的轨道高度，其中所述第四组通信卫星具有大于所述第一轨道高度的第二轨道高度，并且其中所述第四组通信卫星包括具有倾斜轨道的地球同步卫星。
11.根据权利要求10所述的卫星星座，还包括第五组通信卫星，其中所述第五组通信卫星包括中地球轨道卫星。
12.根据权利要求10所述的卫星星座，还包括第五组通信卫星，所述第五组通信卫星各自具有大于所述第一组通信卫星、所述第二组通信卫星和所述第三组通信卫星的所述轨道倾角的轨道倾角。
13.一种操作卫星系统的方法，所述卫星系统具有地面站、网络操作中心和卫星星座，所述卫星星座具有至少第一组通信卫星和第二组通信卫星，所述第一组通信卫星和所述第二组通信卫星具有不同的相应第一轨道倾角和第二轨道倾角，并且具有第三组通信卫星，所述第三组通信卫星包括具有倾斜的地球同步轨道的地球同步卫星，所述方法包括：
对于所述地面站中的至少一个，与所述卫星星座进行通信；以及
对于所述网络操作中心，使用所述地面站与所述第一组通信卫星和所述第二组通信卫星进行通信。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
对于所述网络操作中心，使用所述地面站与所述第三组通信卫星进行通信。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述组第一组通信卫星和所述第二组通信卫星具有低地球轨道，并且其中所述方法还包括：
对于所述地面站，与具有所述低地球轨道的所述第一组通信卫星和所述第二组通信卫星进行通信。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一组通信卫星和所述第二组通信卫星的所述低地球轨道具有低于第一轨道高度的高度，并且其中所述卫星星座具有至少第四组通信卫星，所述第四组通信卫星具有大于所述第一轨道高度的第二轨道高度，所述方法还包括：
对于所述地面站，与所述第四组通信卫星进行通信。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第四组通信卫星中的所述通信卫星具有圆形轨道，所述方法还包括：
对于所述地面站，与具有圆形轨道的所述通信卫星进行通信。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述第四组通信卫星中的所述通信卫星包括中地球轨道卫星，所述方法还包括：
对于所述地面站，与所述中地球轨道卫星进行通信。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述第四组通信卫星包括具有椭圆轨道的卫星，所述椭圆轨道通过至少0.7的偏心度来表征，所述方法还包括：
对于所述地面站，与具有椭圆轨道的所述卫星进行通信。
20.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一组通信卫星和所述第二组通信卫星具有低地球轨道，所述低地球轨道具有低于第一轨道高度的不同的相应高度，其中所述卫星星座具有第四组通信卫星，所述第四组通信卫星具有大于所述第一轨道高度的第二轨道高度，并且其中所述卫星星座包括具有大于所述第二轨道高度的第三轨道高度的第五组通信卫星，所述方法包括：
对于所述地面站，与所述第四组通信卫星和所述第五组通信卫星进行通信。
具有多个轨道倾角的卫星星座
[0001] 本申请要求于2017年8月8日提交的专利申请15/672,13的优先权，该专利申请要求于2017年4月24日提交的临时专利申请62/489,378的权益，这些专利申请据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
[0002] 本公开整体涉及卫星通信，包括涉及用于卫星通信的星座，该星座包括具有不同倾角的卫星，例如以提供不同的覆盖范围。
背景技术
[0003] 通信系统通常使用卫星传送数据。基于卫星的系统使信息能够在诸如海洋的长距离内无线传送。例如，基于卫星的系统可用于将信息传送至基于陆地的设备，诸如手持设备和家庭或办公设备。此外，卫星通信系统可用于在尚未安装物理基础设施的情况下提供覆盖和/或为未与基础设施资源保持连接的移动设备提供覆盖。
[0004] 实施一个有效的基于卫星的通信系统可能具有挑战性。如果不小心，卫星部署可能会低效，从而导致成本升高和地面覆盖不佳。此外，如果基于卫星的通信系统被设计为服务于需求最高的时段或区域，则资源可在需求较低的时段内和/或在需求较低的区域内空闲。此外，针对特定需求水平设计的基于卫星的常规通信系统可能无法响应较高的需求而动态地增加容量。发明内容
[0006] 卫星星座可包括多组一个或多个卫星，每组卫星具有不同的轨道。例如，卫星星座可包括以下各项中的任一者或全部：具有不同倾角的圆形轨道的一组卫星、具有椭圆轨道的一组卫星、具有不同高度的圆形轨道的一组卫星，包括(一个或多个不同高度的)低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)和/或地球同步轨道(例如，高度倾斜的地球同步轨道)、太阳同步轨道，和/或其他各组卫星。
[0007] 可以选择卫星星座中卫星的轨道，以提高服务效率。例如，可选择一个或多个轨道以将覆盖范围集中于地球上各个位置处的用户人口中心。除此之外或作为另外一种选择，可选择一个或多个轨道以适应与一天中的特定时间重合的需求峰值。这种设计可有助于减少提供期望覆盖量所需的卫星的数量。附图说明
[0008] 图1示出了根据一些实施方案的包括卫星的示例性通信系统的图示。
[0009] 图2呈现了根据一些实施方案的示出了与通信卫星进行通信的电子设备的示例的示意图。
[0010] 图3示出了根据一些实施方案的围绕地球的示例性卫星轨道的图示。
[0011] 图4示出了根据一些实施方案的地球和相关联的倾斜卫星轨道的图示。
[0012] 图5呈现了根据一些实施方案的曲线图，其中具有倾斜轨道的示例性卫星的覆盖范围(例如，概率密度)被绘制为高度函数。
[0013] 图6呈现了根据一些实施方案的示出用户人口密度可如何随高度而变化并且可如何表现出增大的密度(例如，峰)和减小的密度(例如，谷)的图示，并且其示出了卫星星座可如何包括具有多个不同倾角和被选择用于将卫星覆盖范围与用户人口密度相匹配的其他轨道属性的卫星轨道。
具体实施方式
[0014] 本公开(包括附图)以举例的方式而不以限制的方式示出。
[0015] 通信网络可包括一个或多个通信卫星和其他设备，包括基于地面的通信设备和用户终端(或用户设备(UE))。一个或多个卫星可用于将无线服务递送至例如便携式电子设备、家庭和/或办公设备以及其他设备。例如，可向手持设备、可穿戴设备、机顶盒、媒体设备、移动终端、计算设备、传感器等提供无线服务。图1中示出了具有卫星的示例性通信系统。如图1所示，系统10可包括通信卫星22的一个或多个星座。卫星22可放置在围绕地球12的低地球轨道(LEO)(例如，在500-1500km的高度处或其他合适高度)、地球同步轨道和/或中地球轨道(MEO)中的任一者或全部中。卫星22可形成包括具有不同类型轨道的一组或多组卫星的卫星星座，例如所述卫星彼此同步以向用户人口(或地理区域)提供期望的覆盖量。在系统10的一个或多个卫星星座中可存在任何合适数量的卫星22(例如，10-100、1，000-10，000、大于100、大于1000、小于10，000等)。
[0016] 卫星22可向设备诸如电子设备18递送无线服务。电子设备18可包括手持设备和/或其他移动设备，诸如蜂窝电话、平板电脑、膝上型计算机、手表和其他可穿戴设备、移动终端、无人机、机器人和其他便携式电子设备。电子设备18还可包括固定式(或较不便携的)设备，诸如机顶盒(例如，卫星接收器)、路由器、家庭基站、电视机、台式计算机、地面终端(例如，网关)和其他电子设备。电子设备18可位于地球上或地球上方的任何位置，例如陆地、海上或空中。卫星22提供的服务可包括电话(语音)服务、宽带互联网接入、媒体分发服务诸如卫星音频(卫星无线电和/或流式音频服务)和卫星电视(视频)、数据通信、位置和/或其他服务。
[0017] 系统10可包括一个或多个网络操作中心(NOC)诸如NOC 16，其可耦接到一个或多个网关，例如网关14(有时称为地面站)。系统10中可存在任何合适数量的网关14(例如，1-100、大于10、大于100、小于1000等)。网关14可具有收发器，该收发器允许网关经由无线链路20将无线信号传输到卫星22并且允许网关经由无线链路20从卫星22接收无线信号。无线链路20还可用于支持卫星22和电子设备18之间的通信。例如，在媒体分发操作期间，网关14可将流量通过上行链路(链路20中的一者)发送至给定卫星22，然后经由下行链路(链路20中的一者)将其路由至一个或多个电子设备18。网关14可执行各种服务，包括为电子设备18提供媒体，在电子设备18和/或其他设备之间路由电话呼叫(例如，语音和/或视频呼叫)，为电子设备18提供互联网访问，和/或向电子设备18提供其他通信和/或数据服务。网关14可经由卫星22和/或使用基于地面的通信网络彼此通信。
[0018] NOC 16可用于管理一个或多个网关14的操作和/或一个或多个卫星22的操作。例如，NOC 16可监视网络性能并根据需要采取适当的纠正措施。在这些操作期间，NOC 16可更新用于一个或多个卫星22和/或电子设备18的软件，可调节卫星22高度和/或其他轨道参数，可引导一个或多个卫星22执行用于调整卫星太阳能电池板和/或其他卫星部件的操作，和/或以其他方式控制和保持环绕地球12的卫星星座中的一个或多个卫星22。另外，在一些实施方案中，NOC 16还可被配置为对一个或多个网关14执行维护操作。
[0019] 网关14、卫星22、NOC 16和电子设备18可被配置为支持加密通信。例如，NOC 16和网关14可使用加密通信进行通信。类似地，网关14、卫星22和电子设备18可使用加密通信进行通信。这允许NOC 16在与网关14、卫星22和/或电子设备18通信时发出安全命令并接收安全信息。在系统10内使用加密通信还允许电子设备18彼此安全通信并且与网关14安全通信，并且还允许网关14例如根据数字保护要求将媒体和/或其他信息安全地分发到电子设备18。
[0020] 在系统10的操作期间，卫星22可用作轨道中继站。例如，当网关14传输无线上行链路信号时，一个或多个卫星22可将这些信号作为下行链路信号转发至一个或多个电子设备18。在一些实施方案中，一些电子设备18可为仅接收的设备，而其他电子设备18可支持与卫星的双向通信。在电子设备18支持双向通信的场景中，电子设备18可将无线信号传输至一个或多个卫星22，使得一个或多个卫星22可将该信息转发到一个或多个适当的目的地(例如，网关14、其他电子设备18等)。
[0021] 卫星22和链路20可支持任何合适的卫星通信频带(例如，IEEE频带)，诸如L频带(1-2GHz)、S频带(2-4GHz)、C频带(4-8GHz)、Ka频带(27-40GHz)、V频带(40-75GHz)、W频带(75-110GHz)和/或适于空间通信的其他频带(例如，频率高于1GHz、低于110GHz和/或其他合适的频率)。
[0022] 一些频率(例如，C频带频率和其他低频率诸如L频带和S频带频率)可穿透建筑物，并因此可适于与至少有时位于室内的电子设备例如手持电子设备18(例如，有时可位于室内有时可位于室外的移动设备)和/或不具有外部天线/接收器的电子设备18进行通信。其他频率(例如，V频带频率和其他高频诸如Ka频带和W频带频率)不容易(或有效)穿透建筑物，因此可适于与具有外部天线/接收器或位于室外和/或以其他方式具有通往卫星22的视线路径的电子设备18进行通信。为了适应各种场景，例如移动设备场景和家庭/办公场景，卫星22可例如包括C频带卫星(或其他低频带卫星，诸如L频带或S频带卫星)、V频带卫星(或其他高频带卫星诸如Ka频带或W频带卫星)和/或双频带卫星(例如，支持C频带和V频带通信或其他低频带和高频带通信的卫星)。
[0023] 一般来讲，人口密度为非均匀的，并且随高度而变化。然而，卫星资源传统上分布在各个高度，而不区分人口较少的区域和人口密集的区域。因此，以这种方式组织的星座需要更多的卫星(载体)来覆盖人口稠密的区域—从而在人口较少的区域提供多余的覆盖范围。然而，可通过将卫星星座分成多个子星座组来获得效率，每个子星座组中的卫星的倾斜度和数量被设定成将其大部分覆盖范围提供给人口(例如，实际人口和/或用户人口)密集的区域。因此，可以增强星座资源的使用，因为提供覆盖和容量所需的卫星数量减少，而多余的容量在人口较少的区域则不会使用。为确保在轨卫星的有效放置，可实施星座设计以尽可能地将覆盖密度与人口密度(实际人口或用户人口)相匹配。例如，人口密度(或其他此类度量)中的地理增加(例如，峰)根据高度来识别服务区域。在至少一些具体实施中，可存在多个此类服务区域。因此，星座可以采用具有不同轨道倾角的多组卫星，例如，Walker克轨道倾角，以接近覆盖密度与人口密度的匹配，从而促进在轨卫星的有效放置。
[0024] 图2呈现了示例性电子设备18通过无线通信链路20与示例性卫星22进行通信的示意图。如图2所示，电子设备18还可包括一个或多个天线30。天线30可包括单极、偶极和/或其他类型的天线元件。天线30可例如包括环形天线、螺旋天线、贴片天线、倒F天线、Yagi天线、缝隙天线、喇叭天线、谐振腔天线、碟形天线、天线阵列(例如，支持波束控制操作的相控天线阵列)或其他合适的天线。天线30可被实现为使得其适于使用一个或多个卫星通信频带与一个或多个卫星进行通信。射频收发器电路32可包括射频接收器电路和/或射频发射器电路，其允许电子设备18使用一个或多个天线30通过无线通信链路20发射和/或接收无线信号。电子设备18还可包括控制电路34和输入输出设备36。控制电路34可包括存储装置，诸如固态驱动器、随机存取存储器和/或硬盘驱动器以及其他易失性和/或非易失性存储器。控制电路34还可包括一个或多个微控制器、微处理器、数字信号处理器、具有处理器的通信电路、专用集成电路、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列和/或其他处理电路。在操作期间，控制电路34可运行存储在控制电路34的存储装置中的代码(指令)以实现电子设备18的期望功能。
[0025] 控制电路34可使用输入输出设备36向被配置为呈现可由用户和/或外部设备感知的输出的接口提供输出，并且可采集从用户和/或一个或多个外部源接收的输入。输入输出设备36可包括被配置为呈现图像、音频设备(例如扬声器和/或麦克风)、传感器、控件和其他部件的显示器。例如，输入输出设备36可包括用户输入设备，诸如一个或多个按钮、触摸屏、传感器(例如加速度计和/或陀螺仪)、用于采集语音命令的麦克风和/或用于从用户采集输入的其他部件。另外，输入输出设备36可包括扬声器、发光部件、显示器、振动器和/或其他触觉输出设备以及用于为用户提供输出的其他设备。输入输出设备36可包括传感器，诸如力传感器、位置传感器、陀螺仪、磁性传感器、加速度计、电容式触摸传感器、接近传感器、环境光传感器、温度传感器、湿度传感器、气体传感器、压力传感器和用于采集代表电子设备18所在环境的信息的其他传感器。
[0026] 卫星诸如卫星22可包括一个或多个天线40。天线40可基于任何合适的一种或多种类型的天线元件(例如，天线元件诸如单极或偶极、环形天线、螺旋天线、贴片天线、倒F天线、Yagi天线、缝隙天线、喇叭天线、谐振腔天线等)。天线40可以任何合适的一种或多种类型的天线阵列(例如，相控天线阵列、固定直接辐射阵列、可部署的直接辐射天线阵列、空间馈送阵列、反射器馈送阵列等)使用。天线40可被实现为使得其适于使用一个或多个卫星通信频带与一个或多个电子设备18、网关14或其他通信设备/节点通信。
[0027] 卫星22可包括通信地耦接到(直接或间接)天线40的收发器电路。收发器电路可包括一个或多个部件，诸如用于例如通过链路20接收上行链路信号和发送下行链路信号的一个或多个转发器42。另外，控制电路44可用于控制卫星22的操作。控制电路44可包括在控制电路34中使用的类型的存储和/或处理电路。
[0028] 可从电力系统46向卫星22提供电力。电力系统46可包括用于将来自太阳的能量转换为电力的一个或多个太阳能电池板48(或太阳能电池板阵列)。电力系统46可包括用于存储由太阳能电池板48产生的电力并用于将电力分配给卫星22的部件的功率调节器电路和电池。控制电路44可从一个或多个传感器50接收信息。此外，控制电路44可接收来自NOC 16的命令，并且通过使用来自一个或多个传感器的信息和/或所接收的命令可执行维护和/或控制操作(例如，软件更新、与太阳能电池板48的部署和操作相关的操作、诊断例程、使用推进系统52的高度调节和其他轨道调节等)。传感器50可包括基于光的传感器(例如，红外相机、可见光相机等)、激光雷达、雷达、测量背散射光和/或背散射射频信号的传感器、温度传感器、辐射传感器、加速度计、陀螺仪、磁性传感器、光谱仪和/或其他传感器。传感器50可用于执行遥感操作、故障检测、卫星定位和其他操作。
[0029] 期望系统10中的卫星22的星座包括具有不同类型轨道的卫星。例如，卫星22可包括具有不同高度、偏心度、倾角和其他轨道属性的轨道。一个或多个太阳同步卫星(或太阳同步轨道中的卫星)可被包括在系统10中的卫星22的星座中。一个或多个太阳同步卫星可被配置为在高需求时段诸如下午或晚上期间帮助满足需求(例如，在吞吐量、同时连接的数量或其他此类测量中所测量的)。通过在同一卫星星座内组合不同轨道类型，能够以更高的效率部署卫星资源。
[0030] 图3是围绕地球12的两个示例性卫星轨道(地心轨道)的图示。卫星22可在圆形轨道中，如由示例性圆形轨道56所示，或在椭圆轨道诸如椭圆轨道58中绕轨道而行。圆形轨道通过偏心度0来表征。椭圆轨道具有大于0的偏心度。
[0031] 圆形轨道中的卫星可由轨道高度A来表征，如图3所示。卫星22可在适合其预期用途的任何高度上绕轨道而行。例如，卫星22可使地球12在低地球轨道中(例如，在500-1500km的高度A处)、在地球同步轨道中(在大约35，800km的高度A处)或在中地球轨道中(例如，在低地球轨道和地球同步轨道之间)绕轨道而行。中地球轨道的示例包括半同步轨道和Molniya轨道。半同步轨道具有约20，000km的高度，并且其特征在于轨道周期为一个恒星日的一半。Molniya轨道具有大于零的偏心度和在南半球的近地点位置，因此在此类型轨道中的卫星将大部分在轨时间花费在北半球之上，反之亦然。Tundra轨道是椭圆轨道(偏心度大于零)，其轨道周期为Molniya轨道的轨道周期的两倍。如果需要，可使用其他椭圆轨道(例如，具有至少0.3、至少0.5、至少0.7、小于0.8等的偏心度的轨道)。
[0032] 如果需要，卫星可具有倾斜的圆形轨道(赤道平面外的圆形轨道)。例如，考虑图4的卫星22。在图4的图示中，卫星22围绕地球12在卫星轨道平面SP中绕轨道而行。平面SP相对于赤道平面EP以倾角(倾斜角)I倾斜，该赤道平面EP是与地球赤道对准的平面。极地轨道(有时被称为近极地轨道)是越过北极和南极的轨道，因此通过约90°的倾角(例如，至少85°、至少88°、至少89°、90°、小于90°或其他合适的极地轨道倾角)来表征。
[0033] 系统10的卫星星座中的一个或多个卫星22可具有太阳同步轨道。太阳同步轨道(太阳同步轨道)是在每天同一当地时间经过赤道(或其他给定高度)的极地轨道(近极地轨道)。太阳同步轨道的高度和倾角使得交点退行速率与地球轨道速率相匹配。因此，对于地面上的用户，太阳同步卫星将在每天的同一时间越过头顶。由于具有太阳同步轨道的卫星可用于在每天同一当地时间处理通信流量，因此在系统10的卫星星座中包括一个或多个太阳同步卫星可有助于卫星星座有效地满足峰值流量需求。
[0034] 一般来讲，包括在系统10的卫星星座中的每种类型的轨道可有助于以不同的方式增强星座的性能。例如，可使用椭圆轨道诸如Molniya或Tundra轨道向位于北半球或南半球(例如，欧洲，北美，澳大利亚或亚洲的人口中心)的特定经度和/或纬度(或其一个或多个范围)的用户人口中心提供容量。此外，太阳同步轨道可用于提供集中在一天的一个或多个高需求时间(例如，早晨或晚上)的容量。倾斜的圆形轨道可用于在期望的高度范围内提供覆盖。低地球轨道可有助于减少延迟(例如，对于涉及语音电话呼叫的流量和其他延迟敏感流量)，并且可有助于减少发送和接收功率。中地球轨道和地球同步轨道可有助于增加覆盖范围，减少为给定区域提供服务所需的卫星总数，并且可能非常适合广播类型的流量(例如，媒体分发服务诸如电视服务、音乐服务等)。
[0035] 例如，考虑具有倾斜圆形轨道的卫星。图5中示出了具有随高度函数变化的倾角I的卫星的覆盖范围(概率密度)的示例。如图5所示，倾斜轨道的覆盖范围集中在+I和-I附近。倾斜轨道的该属性允许对应的覆盖范围选择性地集中在一个或多个高度(例如，与增加的需求相关联的高度)，诸如用户人口中心(用户流量集中度)。通过使用每个卫星与特定倾角相关联的多组卫星，可为多个相应不同高度处的相对较高需求的多个区域(例如，用户人口中心)服务。例如，如果用户人口集中在纬度55°、48°、40°和33°，系统10的卫星星座可包括具有55°倾角的轨道的第一组N1个卫星22、具有48°倾角的第二组N2个卫星22、具有40°倾角的第三组N3个卫星22和具有33°倾角的第四组N4个卫星22。
[0036] 如图6的曲线图中的实线60所示，示例性用户人口密度可通过一个或多个峰64和不同高度处的一个或多个谷66来表征。通过调整每个对应倾角处的卫星数量(例如，前述示例中的N1、N2、N3和N4的值)，可生成卫星覆盖(概率密度)曲线，诸如图6的虚线曲线62，该曲线具有与峰64部分或完全重叠的一个或多个峰68，从而有助于适应用户人口密度60的变化。通过在多个不同倾角中的每个倾角处改变具有轨道的卫星22的数量，卫星星座中的卫星22的总数可以减少。如果需要，可通过将具有非圆形轨道、极地轨道诸如太阳同步轨道、中地球轨道和/或地球同步轨道的卫星结合到卫星星座中来进一步增强效率。在多个不同倾角处使用包括具有倾斜圆形轨道的卫星的星座仅是示例性的。
[0037] 在系统10中的卫星22星座内，共用一个共同轨道的每组卫星22(例如，具有圆形轨道的一组低地球轨道卫星的共同轨道倾角和高度、一组中地球轨道卫星的共同椭圆轨道类型、地心轨道等)可包括任何合适数量N的卫星22。例如，N可为1-100、10-1000、10-10,000、20-500、至少10、至少50、至少100、至少200、少于10,000、少于1000、少于500、少于100或其它合适的数量。
[0038] 卫星星座中的卫星22可具有相同类型的天线阵列(例如，具有相同类型的天线元件)，可具有不同类型的天线(例如，一种类型的天线阵列可用于低地球轨道卫星，另一种类型的天线阵列可用于太阳同步卫星，并且另一种类型的天线阵列可用于地球同步卫星)，可具有不同的电力系统(例如，不同的电源、每卫星不同数量的太阳能电池板等)，或可具有一种共同类型的电力系统(例如具有相同类型和相同数量的太阳能电池板的电力系统)，可具有不同的卫星总线或可共享共同的卫星总线架构，可具有不同的推进系统，可共享共同类型的推进系统等。系统10的卫星星座中的卫星可为通信卫星(例如，处理语音和数据流量、音频和/或视频媒体广播诸如电视流量的广播、和/或处理其它合适类型的通信流量的卫星)。不同组的卫星(具有相同或不同的部件)可具有不同的偏心度、高度(例如，不同的圆形低地球轨道高度或其他不同的圆形轨道高度，诸如较低的高度以用于最小化延迟和较高的高度以用于通过每颗卫星覆盖地面上较大的区域来增大容量)、倾角和/或其他不同的轨道属性。例如，一组、两组、三组、四组或五组或更多组的卫星可具有圆形的低地球轨道，该圆形的低地球轨道具有不同的相应倾角(例如，0-80°、10-60°、30-60°、大于30°、小于80°、小于60°、小于70°的倾角或其它合适的倾角)，并且这些轨道中的一个、两个、三个、四个或五个或更多个轨道可具有低于给定高度的高度，而卫星的一个或多个附加组可具有大于给定高度的高度。如果需要，这些附加组的卫星中的一个或多个卫星可以是地球同步的，并且这些附加组的卫星中的一个或多个卫星可通过中地球轨道来表征。地球同步轨道可包括倾斜的地球同步轨道(例如，以增大在较高高度处的覆盖范围)。如果需要，在卫星星座中可包括具有一个或多个不同的相应椭圆轨道(不同的相应偏心度)的一组或多组卫星。卫星中的一些(例如，具有倾斜的地球同步轨道或其他轨道的卫星)可具有缓存大众媒体内容(例如，新闻标题、大众媒体诸如大众电影等)的存储装置。具有高速缓存的内容的卫星和/或其他卫星可对内容进行组播(例如，内容可并行传输至多个用户)。在一些情况下，内容可被全天候组播，而在其他情况下，内容可在低利用率(例如，夜间)期间被组播。在一些情况下，一些内容可被组播以用于立即消费，而其他内容(例如，应用程序、软件更新、媒体内容)可被广播以用于存储(例如，用于在设备诸如STB或UE上进行高速缓存)，使得其可根据需要立即可用。
[0039] 根据实施方案，提供了一种卫星系统，该卫星系统包括具有至少第一组通信卫星和第二组通信卫星的卫星星座，该第一组通信卫星和第二组通信卫星具有不同的相应第一轨道倾角和第二轨道倾角，被配置为与卫星星座通信的网关，以及被配置为使用网关与第一组通信卫星和第二组通信卫星进行通信的网络操作中心。
[0040] 根据另一个实施方案，第一组通信卫星和第二组通信卫星具有低地球轨道。
[0041] 根据另一个实施方案，第一组通信卫星和第二组通信卫星的低地球轨道具有低于第一轨道高度的高度，并且卫星星座具有至少第三组通信卫星，该第三组通信卫星具有大于第一轨道高度的第二轨道高度。
[0042] 根据另一个实施方案，第三组通信卫星包括地球同步卫星。
[0043] 根据另一个实施方案，第三组通信卫星包括中地球轨道卫星。
[0044] 根据另一个实施方案，第三组通信卫星包括具有倾斜的地球同步轨道的地球同步卫星。
[0045] 根据另一个实施方案，第三组通信卫星包括具有椭圆轨道的卫星，其通过至少0.7的偏心度来表征。
[0046] 根据另一个实施方案，第一组卫星具有低地球轨道并且包括具有第一高度的卫星和具有不同于第一高度的第二高度的卫星。
[0047] 根据另一个实施方案，第一组通信卫星和第二组通信卫星具有低地球轨道，该低地球轨道具有低于第一轨道高度的不同的相应高度，卫星星座具有至少第三组通信卫星，该第三组通信卫星具有大于第一轨道高度的第二轨道高度，并且卫星星座包括具有大于第二轨道高度的第三轨道高度的第四组通信卫星。
[0048] 根据实施方案，提供了一种卫星星座，该卫星星座包括各自具有不同圆形低地球轨道的第一组通信卫星、第二组通信卫星和第三组通信卫星，该圆形低地球轨道具有不同的相应轨道倾角，以及第四组通信卫星；第一组通信卫星、第二组通信卫星和第三组通信卫星具有小于第一轨道高度的轨道高度，并且第四组通信卫星具有大于第一轨道高度的第二轨道高度。
[0049] 根据另一个实施方案，第四组通信卫星包括地球同步卫星。
[0050] 根据另一个实施方案，第四组通信卫星包括具有倾斜轨道的地球同步卫星。
[0051] 根据另一个实施方案，第四组通信卫星包括中地球轨道卫星。
[0052] 根据另一个实施方案，卫星星座包括具有倾斜的地球同步轨道的第五组通信卫星。
[0053] 根据另一个实施方案，卫星星座包括第五组通信卫星，每个通信卫星具有大于第一组通信卫星、第二组通信卫星、第三组通信卫星的轨道倾角的轨道倾角。
[0054] 根据另一个实施方案，卫星星座包括至少一个地球同步卫星。
[0055] 根据一个实施方案，提供了一种卫星星座，其包括低地球轨道中的第一组通信卫星，该第一组通信卫星中的每个通信卫星通过具有第一倾角的倾斜的圆形轨道来表征，和低地球轨道中的第二组通信卫星，该第二组通信卫星中的每个通信卫星通过具有不同于第一倾角的第二倾角的倾斜的圆形轨道来表征。
[0056] 根据另一个实施方案，第一组通信卫星中的每个通信卫星具有由给定类型的第一天线元件形成的第一天线阵列，并且第二组通信卫星中的每个通信卫星具有由给定类型的第二天线元件形成的第二天线阵列。
[0057] 根据另一个实施方案，第一组通信卫星和第二组通信卫星中的通信卫星各自具有共同数量的太阳能电池板。
[0058] 根据另一个实施方案，卫星星座包括低地球轨道中的第三组通信卫星，该第三组通信卫星中的每个通信卫星通过具有与第一倾角和第二倾角不同的第三倾角的倾斜的环形轨道来表征，以及低地球轨道中的第四组通信卫星，其中第四组通信卫星中的每个通信卫星通过具有与第一倾角、第二倾角和第三倾角不同的第四倾角的倾斜的圆形轨道来表征，并且第一组通信卫星、第二组通信卫星、第三组通信卫星和第四组通信卫星被配置为与公共的网络操作中心通信。
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